2016计算机网络基础教程：第五章 网络寻址.docVIP

第五章 网络寻址 与邮政通讯一样，网络通讯也需要有对传输内容进行封装和注明接收者地址的操作。邮政通讯的地址结构是有层次的，要分出城市名称、街道名称、门牌号码和收信人。网络通讯中的地址也是有层次的，分为网络地址、物理地址和端口地址。网络地址说明目标主机在哪个网络上；物理地址说明目标网络中哪一台主机是数据报的目标主机；端口地址则指明目标主机中的哪个应用程序接收数据报。我们可以拿计算机网络地址结构与邮政通讯的地址结构比较起来理解：网络地址想象为城市和街道的名称；物理地址则比喻做门牌号码；而端口地址则与同一个门牌下哪个人接收信件很相似。 标识目标主机在哪个网络的是IP地址。IP地址用四个点分十进制数表示，如20。只是IP地址是个复合地址，完整地看是一台主机的地址。只看前半部分，表示网络地址。地址20表示一台主机的地址，则表示这台主机所在网络的网络地址。 IP地址封装在数据报的IP报头中。IP地址有两个用途：网络的路由器设备使用IP地址确定目标网络地址，进而确定该向哪个端口转发报文。另外一个用途就是源主机用目标主机的IP地址来查询目标主机的物理地址。 物理地址封装在数据报的帧报头中。典型的物理地址是以太网中的MAC地址。MAC地址在两个地方使用：主机中的网卡通过报头中的目标MAC地址判断网络送来的数据报是不是发给自己的；网络中的交换机使用通过报头中的目标MAC地址确定数据报该向哪个端口转发。其它物理地址的实例是帧中继网中的DLCI地址和ISDN中的SPID。 端口地址封装在数据报的TCP报头或UDP报头中。端口地址是源主机告诉目标主机本数据报是发给对方的哪个应用程序的。如果TCP报头中的目标端口地址指明是80，则表明数据是发给WWW服务程序；如果是25130，则是发给对方主机的CS游戏程序的。 计算机网络是靠网络地址、物理地址和端口地址的联合寻址来完成数据传送的。缺少其中的任何一个地址，网络都无法完成寻址。（点对点连接的通讯是一个例外。点对点通讯时，两台主机用一条物理线路直接连接，源主机发送的数据只会沿这条物理线路到达另外那台主机，物理地址是没有必要的了。） IP地址寻址 IP地址 IP地址是一个四字节32位长的地址码。一个典型的IP地址为（以点分十进制表示）。 IP地址可以用点分十进制数表示，也可以用二进制数来表示：0000000100000111 IP地址被封装在数据包的IP报头中，供路由器在网间寻址的时候使用。 因此，网络中的每个主机，既有自己的MAC地址，也有自己的IP地址。MAC地址用于网段内寻址，IP地址则用于网段间寻址。 图 5.1 每台主机需要有一对地址 IP地址分为A、B、C、D、E共5类地址，其中前三类是我们经常涉及的IP地址。 分辨一个IP是哪类地址可以从其第一个字节来区别。如图5.2所示。 图 5.2 IP地址的分类 A类地址的第一个字节在1到126之间，B类地址的第一个字节在128到191之间，C类地址的第一个字节在192到223之间。例如，是一个C类IP地址。5是一个B类IP地址。 A、B、C类地址是我们常用来为主机分配的IP地址。D类地址用于组播组的地址标识。E类地址是Internet Engineering Task Force (IETF)组织保留的IP地址，用于该组织自己的研究。 一个IP地址分为两部分：网络地址码部分和主机码部分。A类IP地址用第一个字节表示网络地址编码，低三个字节表示主机编码。B类地址用第一、二两个字节表示网络地址编码，后两个字节表示主机编码。C类地址用前三个字节表示网络地址编码，最后一个字节表示主机编码。 图 5.3 IP地址的网络地址码部分和主机码部分 把一个主机的IP地址的主机码置为全0得到的地址码，就是这台主机所在网络的网络地址。例如是一个C类IP地址。将其主机码部分（最后一个字节）置为全0，.0就是主机所在网络的网络地址。5是一个B类IP地址。将其主机码部分（最后两个字节）置为全0，就是主机所在网络的网络地址。 图5.1中的6台主机都在网络上。 我们知道MAC地址是固化在网卡中的，由网卡的制造厂家随机生成。IP地址是怎么得到的呢？IP地址是由InterNIC (Network Information Center of Chantilly, VA) 分配的，它在美国IP地址注册机构(Internet Assigned Number Authority) 的授权下操作。我们通常是从ISP（互联网服务提供商）处购买IP地址，ISP可以分配它所购买的一部分IP地址给你。 A类地址通常分配给非常大型的网络，因为A类地址的主机位有三个字节的主机编码位，提供多达1600万个IP地址给主机（224-2）。也就是说这个网络，可以容纳多达1600